(57)【要約】【課題】銀−酸化物系の電気接点材料は電気的開閉を繰り返すことにより、接点表層に酸化物が堆積し、それが要因となって接点表面における接触抵抗を引き上げ、温度上昇を引き起こすという問題がある。【解決手段】銀−酸化物系の電気接点材の接点面に、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗ、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣ、ＷもしくはＷＣの１種以上を１層以上のコーティング層として形成したことを特徴とする。【選択図】図１８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀−酸化物系の電気接点材の接点面に、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗ、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣ、ＷもしくはＷＣの１種以上を１層以上のコーティング層として形成したことを特徴とする電気接点材料。
【請求項２】
請求項１において、コーティング層の１層の厚さを、０．１μｍ〜１０００μｍとしたことを特徴とする電気接点材料。
【請求項３】
請求項１において、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗもしくは１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣのＡｇの量を段階的に変化させた複数層のコーティング層を形成したことを特徴とする電気接点材料。
【請求項４】
請求項１において、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗもしくは１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣのコーティング層の間にＰｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕの少なくとも１種のコーティング層を設けたことを特徴とする電気接点材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットスイッチ、ブレーカ、リレー等の電磁開閉器に使用される電気接点材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の銀−酸化物系の電気接点材料は、耐溶着性、耐消耗性、温度特性の向上のために内部酸化条件の変更や第３元素、第４元素の添加によりその都度性能的な課題を克服してきた。例えば、Ａｇ中にＳｎ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂｉ等を添加して内部酸化処理を行った材料がある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、ｍａｓｓ（質量）％でＳｎ：４〜１１％、Ｉｎ：１〜５％、Ｔｅ：０．０５〜３％、Ｃｄ：０．０５〜３％を含有し、さらに必要に応じてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの１種以上：０．０１〜１％含有し、残りがＡｇと不可避不純物からなる組織を有するＡｇ合金を内部酸化処理したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６３６６５公報
【特許文献２】特開平５−８６４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の技術においては、銀−酸化物系の電気接点材料は電気的開閉を繰り返すことにより、接点表層に酸化物が堆積し、それが要因となって接点表面における接触抵抗を引き上げ、温度上昇を引き起こすという問題がある。【０００６】
この温度上昇の問題を解決するためには、添加する酸化物量を減少させる方法があるが、添加する酸化物の量を減少させると、耐溶着性、耐消耗性を引き下げることになるという問題がある。【０００７】
安定した接触抵抗を得て、しかも優れた温度特性の実現と耐溶着性、耐消耗性の向上をはかるということは相反することとなり、接点材料の選択に当たってしばしば問題となっている。
本発明は、このような問題を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明は、銀−酸化物系の電気接点材料の接点面に、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗ、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣ、ＷＣもしくはＷの１種以上を厚みが０．１μｍ〜１０００μｍのコーティングを施すことにより、接点の抵抗値を下げて異常な温度上昇をなくし、しかも耐溶着性、耐消耗性の大幅な向上をはかり、高負荷用の電気接点材料に使用した場合においても長寿命の接点とすることができた。【０００９】
例として、図１８に、９１．７Ａｇ−５．５ＳｎＯ２−２．５Ｉｎ２Ｏ３−０．３ＮｉＯの接点材料にＷをコーティングした接点の組織写真を示す。【００１０】
さらに、電気接点材料と１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗ、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣ、ＷＣもしくはＷのコーティング層の間に、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕの少なくとも１種のコーティングを施すことにより、接点の抵抗値を下げることができ、異常な温度上昇を防ぐ効果があり、しかも耐溶着性、耐消耗性の大幅な向上をはかり、高負荷用の電気接点材料に使用した場合においても長寿命の接点とすることができる。【００１１】
なお、コーティング方法は、プラズマ溶射、ガス溶射、高速フレーム溶射等の溶射でのコーティング、図１および図２に示すような気中や液中での断続的な放電、パルス等の放電によるコーティングおよびＰＶＤ、ＣＶＤなどの蒸着法等による。【００１２】
上記において、コーティング層の１層の厚みを０．１μｍ〜１０００μｍの範囲にした理由は、１層の厚みが０．１μｍ未満ではコーティングの効果がないためである。また、１層の厚みが１０００μｍを超えると技術および生産コストの面からコーティングを行うことが難しいためである。
また、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗ、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣにおいて、Ａｇ成分が１ｍａｓｓ％未満および９９ｍａｓｓ％を超えるとＡｇ合金の意味がなくなる。
【発明の効果】
【００１３】
このようにした本発明は、銀−酸化物系の電気接点材料に上記構成のコーティングを行うことにより、接点の抵抗値を下げ、耐溶着性、耐消耗性が向上して長寿命化が可能となる。【００１４】
また、電気接点材料とコーティング層の間に、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕの少なくとも１種のコーティングを施すことにより、さらに接点の抵抗値を下げることができ、異常な温度上昇を防ぎ、耐溶着性、耐消耗性が大幅に向上して高負荷用の電気接点材料に使用した場合においても長寿命化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】気中放電によるコーティングの概略説明図
【図２】液中放電によるコーティングの概略説明図
【図３】1層コーティングの概略説明図
【図４】部分的コーティングの概略説明図
【図５】実施例９の概略説明図
【図６】実施例１０の概略説明図
【図７】実施例１１の概略説明図
【図８】実施例１２の概略説明図
【図９】実施例１３の概略説明図
【図１０】実施例１４の概略説明図
【図１１】実施例１５の概略説明図
【図１２】実施例１６の概略説明図
【図１３】実施例１７の概略説明図
【図１４】実施例１８の概略説明図
【図１５】実施例１９の概略説明図
【図１６】実施例２０の概略説明図
【図１７】実施例２１の概略説明図
【図１８】コーティングを行った接点の断面組織写真
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明による実施例を説明する。
まず、板厚１．２ｍｍで３．５ｍｍ角の寸法で酸素分圧０．５ＭＰａ、内部酸化温度７００°Ｃで４８時間内部酸化させた９１．７ｍａｓｓ％Ａｇ−５．５ｍａｓｓ％Ｓｎ−２．５ｍａｓｓ％Ｉｎ−０．３ｍａｓｓ％Ｎｉからなる接点材料を作製する。
【実施例１】
【００１７】
上記接点材料に、１ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗのコーティングを気中放電（図１参照）によって行い、８００μｍの層厚に形成した。【００１８】
気中放電の条件は、陽極に１ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗ、陰極に９１．７ｍａｓｓ％Ａｇ−５．５ｍａｓｓ％Ｓｎ−２．５ｍａｓｓ％Ｉｎ−０．３ｍａｓｓ％Ｎｉからなる接点材料を接続し、大気中にて電流１〜３Ａ、電圧６０Ｖ、放電距離１ｍｍ、３００〜４００Ｈｚで振動させ、断続的に放電させることによって図３に示す如くコーティング層４を施した。
なお、図１において、１は電極、２は接点である。【００１９】
また、上記では気中放電で行ったが、液中放電でもよく、図２に示す如く、リン酸三カルシウム溶液や５％クエン酸水溶液等の一般的な電解液３中に接点２を入れ、電極１との間で放電を行う。
【実施例２】
【００２０】
上記接点材料に、１ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣのコーティングを気中放電（図１参照）によって行い、１００μｍの層厚に形成した。【００２１】
気中放電の条件は、陽極に１ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣ、陰極に９１．７ｍａｓｓ％Ａｇ−５．５ｍａｓｓ％Ｓｎ−２．５ｍａｓｓ％Ｉｎ−０．３ｍａｓｓ％Ｎｉの接点材料を接続し、大気中にて電流１〜３Ａ、電圧６０Ｖ、放電距離１ｍｍ、３００〜４００Ｈｚで振動させ、断続的に放電させることによって図４に示す如く部分的コーティング層４を施した。
【実施例３】
【００２２】
上記接点材料表面にブラスト処理を行った後、プラズマジェット溶射によってコーティングを行った。【００２３】
上記プラズマジェット溶射の条件は、プラズマジェット雰囲気中に粒度５〜１２５μｍのＡｇ粉末とＷ粉末を５０：１になるように混入し、大気中にて、ジェット電流５００〜８００Ａ、溶射距離１００ｍｍ、プラズマガスにはアルゴンを使用（流量３０ｌ／ｍｉｎ）し、溶射ガンを３００ｍｍ／ｓｅｃにて往復移動させてコーティング層４の厚さを０．１μｍ、コーティング層４の組成を５０ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗとしてコーティング層を施した。
【実施例４】
【００２４】
上記実施例３と同様のプラズマ溶射によってコーティング層４の厚さ２０μｍ、コーティング層４の組成を５０ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣとしてコーティング層４を施した。
【実施例５】
【００２５】
上記実施例３と同様のプラズマ溶射によってコーティング層４の厚さ５００μｍ、コーティング層４の組成を９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗとしてコーティング層４を施した。
【実施例６】
【００２６】
上記実施例３と同様のプラズマ溶射によってコーティング層４の厚さ１０００μｍ、コーティング層４の組成を９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣとしてコーティング層４を施した。
【実施例７】
【００２７】
上記実施例３と同様のプラズマ溶射によってコーティング層４の厚さ３００μｍ、コーティング層４の組成をＷとしてコーティング層４を施した。
【実施例８】
【００２８】
上記実施例３と同様のプラズマ溶射によってコーティング層４の厚さ６００μｍ、コーティング層４の組成をＷＣとしてコーティング層４を施した。
【実施例９】
【００２９】
上記実施例３と同様のプラズマ溶射によってコーティング層の1層の厚さを５０μｍとし、コーティング層の組成を、図５に示す如く、下から１ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗと１ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣとして交互に８層のコーティング層４を施した。
【実施例１０】
【００３０】
上記実施例３と同様のプラズマ溶射によってコーティング層の1層の厚さを５０μｍとし、コーティング層の組成を、図６に示す如く、下から５０ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗと５０ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣとして交互に６層のコーティング層４を施した。
【実施例１１】
【００３１】
上記実施例３と同様のプラズマ溶射によってコーティング層の1層の厚さを５０μｍとし、コーティング層の組成を、図７に示す如く、下から９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗと９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣとして交互に４層のコーティング層４を施した。
【実施例１２】
【００３２】
上記実施例３と同様のプラズマ溶射によってコーティング層の1層の厚さを５０μｍとし、コーティング層の組成を、図８に示す如く、下からＷとＷＣとして２層のコーティング層４を施した。
【実施例１３】
【００３３】
板厚１．２ｍｍで３．５ｍｍ角の寸法で酸素分圧０．５ＭＰａ、内部酸化温度７００°Ｃで４８時間内部酸化させた９１．７ｍａｓｓ％Ａｇ−５．５ｍａｓｓ％Ｓｎ−２．５ｍａｓｓ％Ｉｎ−０．３ｍａｓｓ％Ｎｉからなる接点材料の表面にブラスト処理を行った後、プラズマジェット溶射によってコーティング層を施した。【００３４】
プラズマジェット溶射の条件は、上記実施例３と同様の条件で行い、プラズマジェット雰囲気中に粒度５〜１２５μｍのＡｇ粉末とＷ粉末を９９：１になるように混入し、徐々にＷ粉末を増量して段階的に組成を変化させ、コーティング層の1層の厚さを１００μｍとし、コーティング層の組成を、図９に示す如く、下から９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗ、７５ｍａｓｓＡｇ−Ｗ、５０ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗ、２５ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗ、１ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗとしてコーティング層４を施した。
【実施例１４】
【００３５】
実施例１３と同様にして、コーティング層の１層の厚さを１００μｍとし、コーティング層の組成を、図１０に示す如く、下から９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣ、７５ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣ、５０ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣ、２５ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣ、１ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣとしてコーティング層４を施した。
【実施例１５】
【００３６】
板厚１．２ｍｍで３．５ｍｍ角の寸法で酸素分圧０．５ＭＰａ、内部酸化温度７００°Ｃで４８時間内部酸化させた９１．７ｍａｓｓ％Ａｇ−５．５ｍａｓｓ％Ｓｎ−２．５ｍａｓｓ％Ｉｎ−０．３ｍａｓｓ％Ｎｉからなる接点材料の表面にブラスト処理を行った後、プラズマジェット溶射によってコーティング層を施した。【００３７】
プラズマジェット溶射の条件は、上記実施例３と同様の条件で行い、コーティング層の１層の厚さを５０μｍ、コーティング層の組成を、図１１に示す如く、下から１ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷとＡｕを交互に５層のコーティング層４を施した。
【実施例１６】
【００３８】
上記実施例１５と同様にしてコーティング層の１層の厚さを４０μｍ、コーティング層の組成を、図１２に示す如く、下から１ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷとＡｕおよびＰｔとして交互に７層のコーティング層４を施した。
【実施例１７】
【００３９】
上記実施例１５と同様にしてコーティング層の１層の厚さを５０μｍ、コーティング層の組成を、図１３に示す如く、下から５０ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷとＡｕとして交互に５層のコーティング層４を施した。
【実施例１８】
【００４０】
上記実施例１５と同様にしてコーティング層の１層の厚さを４０μｍ、コーティング層の組成を、図１４に示す如く、下から５０ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷとＡｕおよびＰｔとして交互に７層のコーティング層４を施した。
【実施例１９】
【００４１】
上記実施例１５と同様にしてコーティング層の１層の厚さを２０μｍ、コーティング層の組成を、図１５に示す如く、下から９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷとＡｕとして交互に９層のコーティング層４を施した。
【実施例２０】
【００４２】
上記実施例１５と同様にしてコーティング層の１層の厚さを２０μｍ、コーティング層の組成を、図１６に示す如く、下から９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣとＡｕおよびＰｔとして交互に１０層のコーティング層４を施した。
【実施例２１】
【００４３】
上記実施例１５と同様にしてコーティング層の１層の厚さを１０μｍ、コーティング層の組成を、図１７に示す如く、下から９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣとＮｉ、ＡｇおよびＣｕとして交互に９層のコーティング層４を施した。
【比較例１】
【００４４】
板厚１．２ｍｍで３．５ｍｍ角の寸法で酸素分圧０．５ＭＰａ、内部酸化温度７００°Ｃで４８時間内部酸化させた９１．７ｍａｓｓ％Ａｇ−５．５ｍａｓｓ％Ｓｎ−２．５ｍａｓｓ％Ｉｎ−０．３ｍａｓｓ％Ｎｉからなる接点を作製した。
【比較例２】
【００４５】
板厚１．２ｍｍで３．５ｍｍ角の寸法で、酸素分圧０．５ＭＰａ、内部酸化温度７００°Ｃで４８時間内部酸化させた９２．３ｍａｓｓ％Ａｇ−５ｍａｓｓ％Ｓｎ−２．５ｍａｓｓ％Ｉｎ−０．２ｍａｓｓ％Ｎｉからなる接点を作製した。
【比較例３】
【００４６】
板厚１．２ｍｍで３．５ｍｍ角の寸法で酸素分圧０．５ＭＰａ、内部酸化温度７００°Ｃで４８時間内部酸化させた９１．９ｍａｓｓ％Ａｇ−７ｍａｓｓ％Ｓｎ−１ｍａｓｓ％Ｉｎ−０．１ｍａｓｓ％Ｎｉからなる接点を作製した。
【００４７】
上記各実施例および比較例について接点試験を行った。接点試験は、接触抵抗の測定と溶着試験（６０Ａ定格用）ならびに市販接触器による消耗量の測定（ＡＣ２００Ｖ  ２０Ａ）を行い、電気特性を評価した。
【００４８】
【表１】
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【符号の説明】
【００４９】
１  電極
２  接点
３  電解液
４  コーティング層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年7月26日(2013.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀−酸化物系の電気接点材の接点面に、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗ、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣ、ＷもしくはＷＣの１種以上を１層以上のコーティング層として形成したことを特徴とする電気接点材料。
【請求項２】
請求項１において、コーティング層の１層の厚さを、０．１μｍ〜１０００μｍとしたことを特徴とする電気接点材料。
【請求項３】
請求項１において、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗもしくは１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣのＡｇの量を段階的に傾斜変化させた複数層のコーティング層を形成したことを特徴とする電気接点材料。
【請求項４】
請求項１において、１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−Ｗもしくは１〜９９ｍａｓｓ％Ａｇ−ＷＣのコーティング層の間にＰｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕの少なくとも１種のコーティング層を設けたことを特徴とする電気接点材料。
【国際調査報告】
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2012014949.tif 000023
2012014949.tif 000024
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